THUYET MINH DO AN MON HOC NEN MONG

Tính toán và vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm chính 3.. Để tính toán bản, ta cắt một dải bản có bề rộng b=1m, vuông góc với các dầm phụ và xem như một dầm liên tục.. Tính toán bản sàn theo sơ

PHẦN I: THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GIỚI THIỆU VỀ HỒ SƠ ĐỊA CHẤT

Tài liệu địa chất gồm 03 hố khoan, mỗi hố sâu 35.0m Tổng độ sâu đã khoan là105m với 53 mẫu đất nguyên dạng Mỗi hố khoan được cấu tạo bởi 02 lớp đất và 01lớp thấu kính

- Loại đất: Sét lẫn bột vân cát bụi và ít cát, màu xám – Trạng thái dẻo cứng.

Sơ đồ cấu tạo đặc trưng địa chất khu vực được vẽ lại như sau:

TRÌNH TỰ THỐNG KẾ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

Trong quá trình khảo sát địa chất, ứng với mỗi lớp địa chất ta tiến hành lấynhiều mẫu ở những độ sâu khác nhau và ở các hố khoan khác nhau, nên chúng cầnđược thống kê để đưa ra một chỉ tiêu duy nhất của giá trị tiêu chuẩn Atc và giá trị tínhtoán Att phục vụ cho việc tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn khác nhau :

Bước 3: Loại bỏ những giá trị sai lệch quá lớn khi iAA tb  CM

Đối với tài liệu địa chất này có số mẫu đất lấy ở 2 hố khoan n>25, ta có côngthức tính độ lệch toàn phương trung bình tổng hợp CM như sau:

n

i CM

+ Khi tính nền theo biến dạng (TTGH 2): α = 0,85

+ Khi tính nền theo cường độ (TTGH 1): α = 0,95

BẢNG THỐNG KÊ CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA LỚP ĐẤT 1

STT

mẫu

Độ ẩmW%

Dung trọng (g/cm3) Tỷ trọngΔ rỗng eHệ số Độ rỗngn% hoà S%Độ bảo

041 , 0

041 , 0

BẢNG THỐNG KÊ CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA LỚP ĐẤT 2a

Số

mẫu Độ ẩmW%

Dung trọng (g/cm3) Tỷ trọngΔ rỗng eHệ số rỗngĐộ

n%

Độ bảohoà S%

Dung trọng (g/cm3) Tỷ

trọngΔ

Hệ số rỗng e

Độ rỗngn%

Độbảohoà S

034 , 0

034 , 0

Dung trọng (g/cm3) Tỷ trọng

Δ

Hệ số rỗng e

Độrỗngn%

Độbảohoà S

022 , 0

022 , 0

BẢNG THỐNG KÊ CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA LỚP ĐẤT THẤU KÍNH

Dung trọng (g/cm3) Tỷ trọng

Δ

Hệ số rỗng e

Độrỗngn%

Độbảohoà S

034 , 0

034 , 0

Vậy : 1=1,95(1 ± 0,057 ) = 1,839 (g/cm3)

e = 0,67; w = 21,43%

THỐNG KẾ CÁC CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ

PHẦN II: MÓNG BĂNG SÓ SƯỜN

Dung trọng (g/cm3)

Tỷ trọngΔ

Hệ sốrỗng e

Độ rỗng n%

Độ bảohoà S%

TB

BẢNG THỐNG KÊ CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA LỚP THẤU KÍNH

hữu cơ vân cát bụi, màu xám đến xám xanh, độ dẻo cao - trạng thái rất mềm

Họ và tên sinh viên : Phan Phụng Minh MSSV: 806BI209

Lớp: BI06_XD Ngành: Xây dựng DD&CN

l1 (m) l2 (m) Hoạt tải tiêu chuẩn

Loại bê tông Cốt thép nhóm AI(<10) Cốt thép nhóm AII(>10)

B15 - Cốt đan sàn- Cốt cấu tạo

- Cốt đai dầm

- Cốt dọc dầm phụ

- Cốt dọc dầm chính

3 Cốt thép chịu mômen âm theo cấu tạo

4 Cốt thép phân bố - cấu tạo

5 Tính toán và vẽ biển đồ bao vật liệu

Phần III: TÍNH DẦM CHÍNH

I Sơ đồ tính toán dầm chính

II Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính

III Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen dầm chính

IV Tính toán và vẽ biểu đồ bao lực cắt dầm chính

3 Kiểm tra neo cốt thép

4 Vẽ biển đồ bao vật liệu

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1 MẶT BẰNG SÀN:

Sơ đồ mặt bằng sàn như sau:

Hình 1 Sơ đồ mặt bằng sàn

*Cấu tạo mặt sàn:

1- Khoảng cách giữa các dầm phụ và dầm phụ với tường l1= 2.2 m

Khoảng cách giữa các dầm chính và dầm chính với tường l2= 6.4 m

2- Tường chịu lực dày t= 34 cm

3- Dầm phụ gối lên dầm chính, dầm chính gối lên tưòng và cột

l1 (m) l2 (m) Hoạt tải tiêu chuẩnP

c (daN\m2) Hệ số vượt tải củahoạt tải np

Chiều dày tườngbao quanh (cm)

Hoạt tải tính toán: p = Pc np = 950 1,2 = 1140 (daN/m2)

3 CẤU TẠO BẢN SÀN:

Cấu tạo sàn gồm các lớp như sau :

 Lớp gạch lát nền, khối lượng riêng 2000Kg/m3

 Lớp vữa lót, khối lượng riêng 1800Kg/m3

 Bản sàn bê tông cốt thép, khối lượng riêng 2500Kg/m3

 Lớp vữa trát trần, khối lượng riêng 1800Kg/m3

4 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU:

Vật liệu chọn như sau:

- Bê tông Cấp độ bền B15 có:

Cường độ chịu nén dọc trục Rb = 8.5 MPa

Cường độ chịu kéo dọc trục Rbt = 0.75 MPa

Để tính toán bản, ta cắt một dải bản có bề rộng b=1m, vuông góc với các dầm phụ

và xem như một dầm liên tục

2 Xác định sơ bộ kích thước và tải trọng tính toán bản sàn:

a Giả thiết chiều dày bản sàn hb:

+ l1 = 2,2(m) : khoảng cách giữa các dầm phụ (Tính theo phương cạnh ngắn)

+ D = 0,8  1,4: Phụ thuộc vào tải trọng Chọn D = 1

+ m = 30  35: Bản loại dầm Chọn m = 30

30

2200 1

Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.

a Nhịp biên: Là khoảng cách từ điểm đặt của phản lực gối đến mép dầm phụ đầu

tiên

1990mm.

2

120 2

340 2

200 2200 2

C 2

t 2

b L

a Tĩnh tải: là loại tải trọng thường xuyên có mặt trong kết cấu: Gồm trọng lượng bản

thân của tất cả các lớp cấu tạo bản sàn

gs = (f,i i i)Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Các lớp sàn Chiều dày

i(mm)

Trọng lượngriêng

i (kN/m3)

Trị tiêuchuẩn

gsc (kN/m2)

Hệ số độ tincậy về tảitrọng (f,i)

20182518

0,200,452,000,36

1,11,31,11,3

0,240,592,200,47

Tính toán bản sàn theo sơ đồ biến dạng dẻo với các công thức:

Nội lực trong bản được tính theo sơ đồ dẻo

h = 80 b

450

s

q = 14,9kN/m2

- Sơ đồ tính: Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn, xem các dải bản

làm việc độc lập như dầm liên tục tựa lên dầm phụ và tường

x l

x l

x l

q b o



Biểu đồ môment:

Hình 3 Biểu đồ mômen của bản sàn

III Tính toán cốt thép cho bản sàn:

M = 3,725KN/m)

nh

M = 3,725KN/m)

g

- Do tính theo sơ đồ dẻo nên d = 0.3

M

b

65 1000 5 8

10 5360

x x

M

s

65 225 92 0

10

x x

A

.

=

98 3

503 0

M

b

65 1000 5 8

10 5420

x x

M

s

65 225 919 0

10

x x

A

.

=

03 4

503 0

m = 2

0

h b R

10 3725

x x

M

s

65 225 945 0

10

x x

A

.

= 100x2.069.283 = 10.5 cm

Chọn a = 100 mm có As = 2.83 cm2

Kiểm tra lại giá tri thực tế của a :

Lấy lớp bê tông bảo vệ dày 1 cm , ta có:

Tiết diện dùng 8 có a = 1 + 02.8 = 1.4 cm < 1.5 cm = achọn (thoả)

Tiết diện dùng 6 có a = 1 +02.6 = 1.3 cm < 1.5 cm = achọn(thoả)

Sự sai khác giữa a giả thiết và a thực tế là không lớn và nghiêng về an toàn (chochiều cao làm việc lớn hơn), nên không cần phải giả thiết lại Cốt thép được bố tríthành lưới và phù hợp với yêu cầu khoảng cách giữa các cốt thép

Ta có b ng k t qu sau:ảng kết quả sau: ết quả sau: ảng kết quả sau:

4 , 11





s

s g

* Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn biên, vùng gạch chéo trên hình 4, đượcgiảm 20% lượng thép so với kết quả tình được Ở các gối giữa và các nhịp giữa:

Hình 4 Vùng giảm cốt thép

0,34 2

0,4 6,4 2

C 2

t 2

II Xác định tải trọng tác dụng lên dầm phụ:

1.Tĩnh tải: Gồm tải trọng bản thân + tải trọng do bản sàn truyền vào

a/ Tải trọng do bản thân dầm phụ: (tính cho 1m dầm phụ đã trừ phần bản)

Vậy tổng tải tĩnh tải : gdp = go + g1 = 2,035 + 7,7 = 9,7 (kN/m)

2 Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào:

08 , 25

Lợi dụng tính chất đối xứng, ta chỉ vẽ biểu đồ bao mômen cho một nữa hệ

Xác định biểu đồ bao mômen theo sơ đồ dẻo Khi các nhịp chênh nhau khôngquá 10% (ở đây chênh lệch giữa các nhịp = 2,67%) thì có thể dùng biểu đồ baomômen lặp sẵn

Tung độ tại các tiết diện của biểu đồ bao momen tính theo công thức:

M = .qdp.Lo (đối với nhịp biên Lo = Lob)

- Tung độ biểu nhánh dương được xác định: M = 1.qdp.l2

+Ở nhịp biên Lob=6,14m q dp.L ob2 34,8.6,142 1312kN.m





+Ở nhịp giữa Lo=6,0m q dp.l ob2 34,8.6,02 1253kN.m







Hệ số  1: trị số nhánh dương tra phụ lục 8

Từ đó tính toán giá trị mômen ở nhánh dương, kết quả ở bảng kết quả dưới

- Tung độ nhánh âm được xác định :M = 2

- Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:

+ Đối với nhịp biên: x2 = 0,15Lob = 0,15 x 6140 = 921mm

+ Đối với nhịp giữa: x3 = 0,15Lo = 0,15 x 6000 = 900mm

- Momen dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn:

x4 = 0,425 x Lob = 0,425 x 6140 = 2610mm

Bảng xác định tung độ biểu đồ bao momen của dầm phụ :

Biên

0120,425Lo

34

0,0650,090,0910,0750,02

085,3118,1119,498,426,2

Nhịp

giữa

670,5Lo

89

0,0580,06250,0580,018

-0,0346-0,0152

-0,0130-0,0286

22,672,778,372,722,6

-43,4-19,0

-16,3-35,8

Từ đó vẽ được biểu đồ bao mômen như hình dưới

2 Tính toán và vẽ biểu đồ bao lực cắt:

Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:

Hình 7 Biểu đồ nội lực của dầm phụ

(k0 = 0,35 do sử dụng bê tông B15 tương đương mác 200 < 400 )

Vậy kích thước dầm phụ chọn (20x45)cm là đảm bảo chịu lực

Dùng các trị tuyệt đối cực đại giá trị mômen ở mỗi nhịp và trên từng gối tựa đểtính toán

Do bản sàn được đúc toàn khối với dầm nên phải kể đến sự tham gia chịu lựccủa sàn, vì vậy khi tính toàn cốt thép dầm phụ phải tính theo tiết diện chữ T

2 Đối với tiết diện gối chịu mômen âm, cánh chữ T nằm trong vùng kéo:

Tiến hành tính toán theo tiết diện hình chữ nhật kích thước bdp=200, hdp=450

Do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế αm ≤ αpl = 0,3

a.Tính tiết diện mép gối 2:

1093800

3 2

x h

b R

M

b m



- Kiểm tra: m = R nên tra bảng ta được  = 0.814 Do đó:

405 280 814 0

10 8 , 93

.

2 2

6 0

x x

x h

R

M A

16 10 b.h0

S



x A

Kiểm tra :μ  1.3%  μmin  0,05%

280

8,5 0,37.

R

R ξ μ

S

b pl max    > : Thỏa mãn điều kiện cốt thép

b.Tính tiết diện gối 3:

Số liệu ở gối C: MC= 78,3 kN.m

- Tính :

4052005.8

103,78

6 2

x h

b R

M

b m



- Kiểm tra: m < R nên tra bảng ta được  = 0.83 Do đó:

405 280 83 0

10 3 , 78

.

2 2

6 0

x x

x h

R

M A

32 8 b.h0

S



x A

Kiểm tra :μ  1.0%  μmin  0,05%

280

8,5 0,37.

R

R ξ μ

S

b pl max    > : Thỏa mãn điều kiện cốt thép

3 Đối với nhịp chịu mômen dương:

Cánh chữ T nằm trong vùng nén Tính toán cốt thép theo tiết diện chữ T

(2200 2 ) (L

x 2

480mm 6.80

6.h 6 S

1 f ' f

dp

f >=0,1.h)Vậy chọn Sf = 480mm

a Tính tiết diện nhịp biên:

0



x x

x h

b R

M

f b m



- Kiểm tra: m < R nên tra bảng ta được  = 0.96 Do đó:

400 280 96 0

10 4 , 119

.

2 2

6 0

x x

x h

R

M A

1 , 11 b.h0

S



x A

Kiểm tra :μ  1.39%  μmin  0,05%

280

8,5 0,37.

R

R ξ μ

S

b pl max    > : Thỏa mãn điều kiện cốt thép

b.Tính tiết diện nhịp thứ hai:

Số liệu ở nhịp 2: Mg= 78,3 kN.m

- Tính :

40011605.8

103,78

6 2

0



x x

x h

b R

M

f b m



- Kiểm tra: m < R nên tra bảng ta được  = 0.975 Do đó:

400 280 975 , 0

10 3 , 78

.

2 2

6 0

x x

x h

R

M A

17 7 b.h0

S



x A

Kiểm tra :μ  0.09%  μmin  0,05%

280

8,5 0,37.

R

R ξ μ

S

b pl max    > : Thỏa mãn điều kiện cốt thép

Các giá trị tính toán được ghi trong bảng sau:

Tiết diện Giá trị M(KN.m) Kết quả tínhA

Hình 9 Bố trí cốt thép dọc tại các tiết diện theo tính toán

4 Tính toán cốt đai và cốt xiên:

 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Ta có: k1.Rbt.b.h0 = 0,6.0,75.103 0,2.0,41 = 36,9 kN < Qmax = 128,2 kN

(trong đó k1 = 0,6 đối với dầm)

Suy ra bê tông không đủ lực cắt

Vậy ta phải tính cốt đai

Chọn đai 6, asw = 0,283cm2, hai nhánh n = 2, thép AI có RSW = 175 MPa

 Khoảng cách tính toán của cốt đai:

2 3 (128,2.10

2 0.410 8.0,75.20 175.2.28,3

2 max Q

2 0 b.h bt 8.R sw n.a sw

R tt

128,2.10

2 410 00 1,5.0,75.2 max

Q

2 0 b.h bt

1,5.R max

216

218216

Khoảng cách cốt đai chọn không được vượt quá Stt và Smax, đồng thời còn phảituân theo yêu cầu về cấu tạo sau:

S 150mm2

h ct S

Chọn S = 120mm

Việc tính cốt đai ở trên là đối với đoạn dầm dài 1/4l gần gối tựa

Kiểm tra:

K0.Rb.b.h0 = 0,3.8,5.103.0,2.0,41= 209,1kNSuy ra: Qmax < 209.1kN

Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

Đối với đoạn dầm giữa nhịp, do lực cắt Q tương đối bé và Q  0,6.Rbt.b.h0 nên có thểđặt đai thưa hơn nhưng phải thoả điều kiện:

337mcm h

4

3 S

 Chọn S = 300mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm

5 Tính toán và vẽ biểu đồ bao vật liệu:

Ở nhịp đường kính cốt thép bằng 20mm, lấy lớp bảo vệ bằng 2,5cm Ở gối tựa,cốt dầm phụ nằm dưới cốt của bản do đó chiều dày lớp bảo vệ thực tế cũng là 2,5cm

Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt thép tính ra chiều cao làm việc ho cho từng tiếtdiện Từ đó tính ra khả năng chịu lực của các tiết diện

Với công thức:

0

.

.

h b R

A R b

s s

41.641.6

0.035

0.45120.2015

0.06220.0347

0.36070.2015

0.9825

0.77440.8992

0.96890.9826

0.81960.8992

58,25

102,3153,31

102,8158,26

86,9753,31

* Tìm điểm cắt lý thuyết bên phải gối 2:

Những thanh còn lại có Mgh = 53,31kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen âm 53,31kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 5 có M = 93,8kN.m

104,4

X 1

Q t1

0,5l g = 3000

Bằng phương pháp hình học tính được:

70,8kN 104,4

300

964 3000 Q

0,5l

x 0,5.l

2

1

* Tìm điểm cắt lý thuyết bên trái gối 2:

Những thanh còn lại có Mgh = 53,31kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen âm 53,31kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 5 có M = 93,8kN.m

và tiết diện có M= 0 kN.m

93,8 53,31

3070

742 3070 Q

0,5l

x 0,5.l

2

2

* Tìm điểm cắt lý thuyết nhịp biên bên trái:

Những thanh còn lại có Mgh = 58,25kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen dương 58,25kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 0 có M = 0kN.m

và tiết diện 1 có M= 85,3kN.m

835 3070 Q

0,5l

x 0,5.l

* Tìm điểm cắt lý thuyết nhịp biên bên phải:

Những thanh còn lại có Mgh = 58,25kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen dương 58,25kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 3 có M =

98,4kN.m và tiết diện 4 có M= 26,2 kN.m

26,2 58,25

x4

1228 98,4

Bằng phương pháp hình học tìm được X4 = 511mm

Tính toán Q Tại mặt cắt lý thiết với X4=511mm có Q

1228) (511

3070 Q

0,5l

) 2 , 0 x ( 0,5.L

* Tìm điểm cắt lý thuyết nhịp 2 bên phải:

Những thanh còn lại có Mgh = 58,26kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen dương 58,26kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 8 có M =

72,7kN.m và tiết diện 9 có M= 22,6kN.m

22,6 58,26

X5

1200 72,7

3000

0,2.6000) 854

( 3000 Q

0,5L

) 2 0 x ( 0,5.L

* Tìm điểm cắt lý thuyết nhịp 2 bên trái:

Những thanh còn lại có Mgh = 58,26kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen dương 58,26kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 6 có M =

3000

1200) (854

3000 Q

0,5l

) 2 , 0 x ( 0,5.L

* Tìm điểm cắt lý thuyết bên trái gối 3:

Những thanh còn lại có Mgh = 53,31kN.m Dựa vào hình bao mômen tìm được tiết diện có mômen âm 53,31kN.m là tiết diện nằm giữa tiết diện 9 có M = 35,8kN.m

và tiết diện 10 có M= 78,3 kN.m

78,3 53,31

X7

1200 35,8

3000

706 3000 Q

0,5l

x 0,5.l

* Tính đoạn kéo dài W:

Đoạn kéo dài W được xác định theo công thức:

20d5d2.q s,inc

Q0,8.QW

Qs,inc: khả năng chịu cắt của cốt xiên nằm trong vùng cắt bớt cốt dọc,

do phía trước mặt cắt lý thuyết không có cốt xiên nên không kể vào tính toán, Qs,inc =0

qsw : khả năng chịu cắt của cốt đai tại tiết diện cắt lý thuyết

s sw

.n.asw

Rñ

q 

Trong đoạn dầm có cốt đai Φ6, a120 thì:



120

175.2.28,3sw

Trong đoạn dầm có cốt đai Φ6, a300 thì:

300

175.2.28,3sw

Wchọn

(mm)Nhịp biên

 Kiểm tra neo cốt thép:

Cốt thép ở phía dưới, sau khi cắt phải bảo đảm số còn lại được neo chắc vào gối

- Ở nhịp biên, As=11,37, cốt neo vào gối 218 có diện tích 5,09cm2> (1/3).11,37 = 3,79

Đoạn cốt thép neo vào gối biên kê tự do:

Hình 10 Bố trí cốt thép và biểu đồ bao vật liệu của dầm phụ

PHẦN III: TÍNH DẦM CHÍNH

I Sơ đồ tính toán dầm chính:

- Dầm chính là dầm liên tục 5 nhịp, theo giả thiết kích thước dầm đã chọn trước(bdc x hdc ) = (40x80)cm

- Kích thước tiết diện cột là (40x 60)cm

- Đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày tường là 34 cm

- Khi tính toán dầm chính ta phải tính theo sơ đồ đàn hồi do:

+ Dầm chính cùng với cột tạo thành khung chịu lực cho công trình

+ Dầm chính chịu tải trọng lớn nên phải hạn chế độ võng và bề rộng cáckhe nứt.

Nhịp tính toán nhịp giữa và nhịp biên lấy theo khoảng cách từ trục đến trục:

L =3L1 = 6.6m

Sơ đồ tính:

Hình 11 Sơ đồ tính của dầm chính

II Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính:

Tải trọng tác dụng lên dầm chính là tải trọng của dầm phụ truyền lên nó bao gồmhoạt tải tập trung P và tĩnh tải tập trung G